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    航天科工高精度测量让交会对接更“温情”

    2017-04-24 09:06:38 来源: 中国日报网
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    4月22日中午,天舟一号与天宫二号成功完成首次“温情”对接。记者从中国航天科工集团公司第三研究院了解到,该院33所研制的石英挠性加速度计不负众望,对交会对接过程中的所产生的加速度信息进行高精度测量,从而为飞船精准掌握自身姿态变化提供了必要的前提。值得一提的是,这也是该产品继成功助力神舟系列飞船历次飞行任务后再次建立功勋。

    之所以说是空间交会对接是“温情”对接,是因为在飞船升空的过程中,最大加速度可达3g以上,而交会对接时的加速度甚至只有μg(微g)量级,这样的对比就好像你用推动一只蚂蚁的力量去推一头牛,简直“温柔”到了骨子里。两大“硬汉”之间能实现这样的“温情”对接,离不开石英挠性加速度计在其中的完美表现。

    从“神舟一号”到“神舟七号”,石英挠性加速度计飞船返回舱提供了精确的加速度测量;从“神舟八号”到“神舟十一号”,石英挠性加速度计身兼数职,作为高精度加速度敏感部件的核心器件,为飞船姿态控制、交会对接提供微重力、速度和速度增量等信息精测;在已经完成的嫦娥3号和即将开展的嫦娥5号飞行任务中,它都是不可或缺的重要产品。

    在“天舟一号”的太空行程中,石英挠性加速度计兢兢业业的“打了两份工”,不仅要在3次交会对接中稳住速度、引好方位,还在空间科学实验平台——微重力主动隔振平台关键技术的验证中担任要职,要对载荷六自由度的空间运动作精确测量。

    从1999年初次上阵至今,石英挠性加速度计18年来成功完成十余次飞天任务。从最初的返回舱运用到更高精度的交会对接任务,加速度计的测量精度提升了两成,而科研人员为此投入的精力却远超于此。

    据研制人员透露,在此前的任务中,为保证交会对接的高精度测量要求,必须给石英挠性加速度计穿上一套密不透风的“外衣”,防止内部气体在真空环境下泄漏。在通过对各种胶接剂的性能对比考核试验、胶接剂的成分配比反复验证,最终确定“密封外衣”的胶接剂选型和结构设计。为充分保证密封的可靠性,又模拟太空环境,对其进行振动、冲击、热循环、热真空等严酷试验的考核,石英挠性加速度计的“密封外衣”经过千锤百炼终于问世。除了密封问题,设计人员还先后战胜了长期稳定性等一系列的困难,让原本就具有国内第一精度的石英挠性加速度计具备“常驻”各类航天器的资本。

    此次“天舟一号”的飞行任务,又给石英挠性加速度计提出了更严格的可靠性和环境适应性要求,仅稳定性的测试周期就比常规产品多出数倍。为了给“天舟一号”提供最可靠的产品,33所技术人员在8个月的时间里,对产品进行了温度循环、振动冲击、低气压、离心实验等苛刻的试验验证。主任设计师魏超表示:“温度循环需要技术人员昼夜接力测试一周以上,精度测试要反复开展20遍以上,我们必须用最严苛的手段筛选出综合性最优的产品来。”

    这一做法已经被证实是十分必要且相当奏效的。“同门师兄”在经历“神舟八号”飞行及交会对接任务后,上面取回的产品复测后,各项指标仍然满足要求。

    建功空天是加速度计的神圣使命,服务民生亦是它应有的担当。33所以此为基础开发了大量性能优良的民用产品。其中,地质灾害监测预警系统“驻守”京郊33条泥石流沟、甘肃陇南地区13个县、云南省小龙潭露天煤矿、陕西骊山景区、四川雅安国家地质灾害预警示范区、新疆新源山区牧场滑坡监测示范区、北京戒台寺、重庆南山区头渡镇中心小学等地区的地质灾害监测预警系统,已经成为当地防灾减灾的“千里眼”和“顺风耳”;大坝变形自动化监测系统在密云水库安营扎寨,时刻护卫着京区的用水安全;无线随钻测量系统和磁性连续测斜仪则在涉及国家能源战略安全的油田钻井和测井过程中发挥着作用。33所石英挠性加速度计这个“小暖男”早已把“温情”送到千家万户。

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